Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác axit rắn la,zn/γ-Al2o3 để điều chế biodiesel từ mỡ bò đã qua sử dụng có chỉ số axit tự do cao - Trần Thị Như Mai

Đã đề xuất quy trình tổng hợp γ-Al2O3 có diện tích bề mặt lớn, đường kính mao quản đồng đều, thể tích mao quản lớn. Nghiên cứu quy trình phân tán lan tan, kẽm lên γ-Al2O3, hệ vật liệu La,Zn/γ- Al2O3có diện tích bề mặt, đường kính mao quản và thể tích mao quản tương ứng với các giá trị 185,93 m²/g, 13,76 nm và 0,830 cm³/g. Sự có mặt của Zn làm xuất hiện tâm axit mạnh trên nền γ- Al2O3, tƣơng ứng với nhiệt độ giải hấp NH3 ở 519,6oC. Hệ xúc tác tổng hợp có thể xúc tác cho phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò có chỉ số axit là 5,3. Phản ứng este chéo hóa mỡ bò, xúc tác bởi hệ La,Zn/γ-Al2O3 được thực hiện trong điều kiện tỉ lệ thể tích metanol: mỡ là 4:1, nhiệt độ phản ứng 65oC, thời gian phản ứng 8 giờ, hiệu suất đạt 99 %.

pdf8 trang | Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 555 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác axit rắn la,zn/γ-Al2o3 để điều chế biodiesel từ mỡ bò đã qua sử dụng có chỉ số axit tự do cao - Trần Thị Như Mai, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
8 Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 19, Số 3/2014 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ XÚC TÁC AXIT RẮN La,Zn/γ-Al2O3 ĐỂ ĐIỀU CHẾ BIODIESEL TỪ MỠ BÒ ĐÃ QUA SỬ DỤNG CÓ CHỈ SỐ AXIT TỰ DO CAO Đến tòa soạn 30 - 12 – 2013 Trần Thị Nhƣ Mai, Lƣu Văn Bắc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN Ngô Minh Đức, Nguyễn Bá Trung Trường Đại học Sư phạm – ĐH Đà Nẵng SUMMARY FABRICATION OF SOLID ACID CATALYST La,Zn/-Al2O3 FOR THE PREPARATION OF BIODIESEL FROM USED BEEF TALLOW WITH HIGH FREE FATTY ACID The catalytic system La,Zn/γ-Al2O3 was synthesized, and then physically characterized by XRD, TPD- NH3, BET, EDX methods. As seen from results of physical characterization, the synthesized La,Zn/-Al2O3 material owns large surface area of 185.93 m 2 /g, mean capillary diameter of 13.76 nm, and capillary volume of 0.83 cm³/g. The presence of La, Zn creates strong acid sites on the catalyst surface, corresponding to the NH3 desorption temperature at 519.6 0 C. The transesterification, catalyzed by the above synthesized La,Zn/γ-Al2O3,of methanol with beef tallow at the volumratio of methanol to fat of 4:1was carried out at 65 0 C for 8 hours, reaction efficiency was 99%. Key words: Biodiesel; γ-Al2O3; transesterification;mesoporous material; solid acid catalysts 1. MỞ ĐẦU Nhiên liệu sinh học, trong đó có biodiesel đƣợc sản xuất từ nguồn dầu thực vật phi thực phẩm và mỡ động vật phế thải thông qua phản ứng estechéo hóa có thể đƣợc xem là con đƣờng hƣớng tới mục tiêu tạo ra nguồn nhiên liệu tái sinh nhanh nhất và là xu thế tất yếu trong tƣơng lai gần [1-4]. Một trong những mấu chốt quan trọng của phản ứng este chéo hóa dầu mỡ động thực vật là việc lựa chọn xúc tác có độ chọn lọc cao để thúc đẩy nhanh tốc độ phản ứng. Các chất xúc tác axit đồng thể nhƣ HCl, H2SO4 có thể thực hiện đƣợc đối với dầu, mỡ có chỉ số axit cao. Tuy nhiên, xúc tác axit đồng thể khó thực hiện và hiệu quả kinh tế không cao do nó gây ăn mòn thiết bị và khó tách ra khỏi sản phẩm sau phản ứng [4,8,9]. Các chất xúc 9 tác bazơ đồng thể nhƣ NaOH, KOH, Ca(OH)2, RONacó khả năng làm tốc độ phản ứng tăng nhanh nhƣng chúng khó thực hiện đƣợc vì sản phẩm cuối cùng khó tách loại chất xúc tác, rất dễ xảy ra phản ứng xà phòng hóa. Trong những năm 2006-2007 có một số cơ sở sản xuất nhiên liệu biodiesel trong nƣớc (Sóc Trăng, Minh Tú, Agifisf An Giang, Vàm Cỏ...) sử dụng xúc tác kiềm để sản xuất nhiên liệu biodiesel. Biodiesel của các cơ sở này không đạt B100 [1]. Đó cũng là lí do năm 2007, Bộ Khoa học và Công nghệ đã đƣa ra thực hiện đề tài ―Đánh giá hiện trạng công nghệ sản xuất và thử nghiệm nhiên liệu sinh học từ mỡ cá nhằm góp phần xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam về biodiesel ở Việt Nam‖. Kết quả của đề tài là đƣa ra hƣớng giải quyết trên cơ sở công nghệ hiện có đƣợc thực hiện qua 2 giai đoạn, đƣa thêm bƣớc tiền xử lý nguyên liệu đầu vào khi hàm lƣợng axit béo tự do  3%, tức là phải điều chỉnh công nghệ, phải tiến hành este hóa các axit béo tự do sử dụng axit H2SO4, sau đó mới thực hiện trên xúc tác kiềm đồng thể để tránh quá trình xà phòng hóa [1]. Mặt khác, trong các công nghệ của thế giới sử dụng xúc tác kiềm dễ tan, để loại bỏ hoàn toàn kim loại kiềm phải có quá trình tinh chế bằng nhựa trao đổi ion [1,5,9]. Hiện nay, sử dụng xúc tác rắn dị thể trong công nghệ hoá học là xu thế chung của thế giới do nhiều ƣu điểm mà hệ xúc tác này mang lại nhƣ: độ bền cơ và bền nhiệt cao, không phân hủy, không ăn mòn thiết bị, quá trình thực hiện liên tục và đặc biệt không gây ô nhiễm môi trƣờng. Xúc tác axit rắn đƣợc quan tâm nhiều đó là hệ xúc tác axit dị đa HnXM12O40, trong đó X = P, Si; M = Mo, W và các đa oxit kim loại chuyển tiếp pha tạp bằng phi kim nhƣ ZrO2, TiO2, WO3 nhằm cải biến lực axit [3,4,9]. Các hệ xúc tác này đƣợc đánh giá có hoạt tính cao, khả năng chịu nƣớc tốt, có khả năng tái sử dụng và thân thiện với môi trƣờng, đặc biệt có khả năng thực hiện với nguyên liệu là dầu, mỡ có hàm lƣợng axit béo tự do cao, tuy nhiên hiện nay các xúc tác này rất đắt, khó thƣơng mại hóa.Một trong những vấn đề lớn liên quan đến xúc tác dị thể là sự hình thành ba pha giữa xúc tác với ancol và dầu dẫn tới những giới hạn khuếch tán, do đó làm giảm tốc độ phản ứng [1-4]. Phƣơng án để thúc đẩy các quá trình chuyển khối liên quan tới xúc tác dị thể là sử dụng các chất hoạt hóa cấu trúc (structure promoter) hoặc các xúc tác phân tán trên chất mang để có thể tạo ra diện tích bề mặt riêng lớn hơn và nhiều mao quản hơn, thúc đẩy khả năng thu hút hay tập trung chất phản ứng là các phân tử triglyxerit có kích thƣớc lớn trong các mao quản chứa các tâm xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng. Trong nghiên cứu này chế tạo hệ xúc tác La,Zn/γ-Al2O3 có mao quản trung bình, diện tích bề mặt lớn, tâm axit mạnh, tâm bazơ mạnh. Hệ xúc tácđẩy nhanh phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò (chỉ số axit là 5,3) để điều chế biodiesel. Mỡ bò có ƣu điểm là thành 10 phần chất béo no cao nên B100 thu đƣợc sẽ có độ ổn định oxi hóa tốt hơn so với sản xuất từ dầu thực vật, hạn chế khả năng tạo cặn cacbon khi cháy. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Tổng hợp vật liệu γ-Al2O3 và La,Zn/γ-Al2O3 Hòa tan Al(NO3)3.9H2O vào nƣớc cất đến dung dịch bão hòa ở nhiệt độ phòng ( khoảng 70 g/100 g H2O), sau đó cho thêm chất hoạt động bề mặt là dung dịch PEG/Alginat trong dung môi nƣớc. Cho từ từ dung dịch ure vào hỗn hợp theo tỉ lệ mol Al3+ / ure 1: 12, khuấy đều hỗn hợp trong 1 giờ, ổn định trong 1 giờ kế tiếp, sau cùng già hóa ở 90oC trong 12 giờ để thu đƣợc gel alumina. Lọc lấy gel chia làm 2 phần bằng nhau, phần 1 đem nung ở 450oC trong 5 giờ với tốc độ gia nhiệt 5oC/phút, thu đƣợc γ-Al2O3(kí hiệu: mẫu a). Phần 2 ngâm trong cồn 97 o với thời gian 48 giờ để chiết template , đem nung ở 400oC trong 5 giờ với tốc độ gia nhiệt 5oC/phút thu đƣợc γ-Al2O3(kí hiệu: mẫu b) Hòa tan Zn(CH3COO)2.2H2O vào nƣớc, cho từ từ dung dịch KOH vào thấy xuất hiện kết tủa, tiếp tục cho KOH vào đến khi kết tủa tan hoàn toàn. Thêm La(NO3)3.6H2O vào dung dịch trên. Cho mẫu γ-Al2O3 đã tổng hợp (mẫu nhôm đang hoạt hóa) vào, đồng thời điều chỉnh pH dung dịch ~ 9 (bằng NH3), khuấy trong 2 giờ ở nhiệt độ khoảng 80 - 90 oC. Các chất cho vào đƣợc quy đổi theo tỉ lệ khối lƣợng γ-Al2O3: n(CH3COO)2.2H2O: La(NO3)3.6H2O là 5,1: 1,5: 1,3. Lọc kết tủa, rửa, sấy ở 90oC trong 12 giờ. Kết tủa sau khi làm khô đƣợc nung từ nhiệt độ phòng lên 450 o C (tốc độ gia nhiệt 5 o C/phút) giữ ở nhiệt độ này trong 5 giờ. Thu đƣợc xúc tác rắn Zn,La/γ-Al2O3 ( kí hiệu : mẫu c). 2.2. Phân tích các đặc trƣng của vật liệu và sản phẩm của phản ứng este chéo hóa Cấu trúc tinh thể và thành phần các nguyên tố của vật liệu xúc tác tổng hợp đƣợc xác định bằng cách đo XRD, EDX tƣơng ứng. Diện tích bề mặt và sự phân bố mao quản đƣợc xác định bằng phƣơng pháp đo hấp phụ và giải hấp phụ nitơ. Lực axit đƣợc xác định bằng phƣơng pháp TPD-NH3. Sản phẩm của phản ứng este chéo hóa mỡ bò đƣợc phân tích trên máy GC-MS Hewlett HP 6800 với detector chọn lọc khối lƣợng Hewlett HP 5973, cột tách HP - 5 MS crosslinked PH 5% PE Siloxane có kích thƣớc 30m × 0,32μm. Hiệu suất phản ứng đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp HPLC trên thiết bị HPLC Agilent 1200 series. Cột XDP-C18, Detector RI, dung môi pha động axeton. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả đặc trƣng tính chất vật lí của vật liệu 3.1.1. Nhiễu xạ tia X của γ-Al2O3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu γ-Al2O3 đƣợc thể hiện ở hình 1 cho thấy 2 mẫu a,b đều có các đỉnh nhiễu xạ ứng với góc 2 ~ 38,5o, 46o và 67o, đặc trƣng tƣơng ứng cho các mặt (311), (400) và (440) của vật liệu γ-Al2O3. Đỉnh nhiễu 11 xạ của cả 2 mẫu tƣơng tự nhau, từ đó cho thấy khi có ngâm hay không ngâm trong cồn đều thu đƣợc γ-Al2O3 Hình 1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của: (a): γ-Al2O3 không ngâm trong cồn, (b) có ngâm trong cồn; (c) La,Zn/γ-Al2O3 3.1.2. Hấp phụ và giải hấp N2 xác định diện tích bề mặt và phân bố mao quản của γ-Al2O3 Hình 2 (a), 2(b) cho thấy đƣờng hấp phụ và giải hấp phụ đẳng nhiệt N2 của 2 mẫu γ-Al2O3 có xuất hiện vòng trễ ngƣng tụ mao quản kiểu V, thuộc một trong 6 kiểu đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt theo phân loại của IUPAC, 1985. Hình 3a cho thấy mẫu (a) có 2 loại mao quản chủ yếu với đƣờng kính mao quản lớn hơn 50 nm và vi mao quản đƣờng kính mao quản nhỏ hơn 3nm, đƣờng kính mao quản từ 5 đến 20 nm chiếm một lƣợng không đáng kể hầu nhƣ không có. Ngƣợc lại hình 3b thấy mẫu (b) có mao quản đồng đều, đƣờng kính từ 1 đến 60 nm, chủ yếu tập trung ở 15 đến 20 nm. Nguyên nhân mẫu (b) có mao quản đồng nhất có thể cồn đã chiết một phần template, vì vậy nhiệt độ nung thấp hơn so với mẫu (a). Chọn mẫu (b) để thực hiện biến tính bằng La, Zn. Kết quả đo diện tích bề mặt BET, đƣờng kính mao 12 quản trung bình và thể tích mao quản của 2 mẫu đƣợc cho ở bảng 1. Hình 2. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp N2 của: (a) γ-Al2O3 khi không ngâm trong cồn (b) khi có ngâm trong cồn; (c) La,Zn/γ-Al2O3 Hình 3. Đường phân phối kích thước mao quản của: (a) γ-Al2O3 khi không ngâm trong cồn (b) khi có ngâm trong cồn; (c) La,Zn/γ-Al2O3 Bảng 1: So sánh các đặc trưng vật lí của γ-Al2O3 được tổng hợp theo 2 quy trình khác nhau Mẫu a (không ngâm trong cồn) Mẫu b (ngâm trong cồn) XRD Có nhiều điểm tƣơng đồng, đều tạo ra γ-Al2O3 Diện tích bề mặt theo BET 184,65 m 2 /g 244,33 m 2 /g Đƣờng kính mao quản trung bình 17,42 nm ( Mao quản không đồng nhất ) 17,22 nm ( Mao quản đồng nhất ) Thể tích mao quản 0,810 cm3/g 1,052cm3/g 13 3.1.3 Kết quả những đặc trưng vật lí của La,Zn/γ-Al2O3  Nhiễu xạ Tia X của La,Zn/γ-Al2O3 Từ hình 1(b), 1(c) cho thấy cả hai giản đồ đều có các đỉnh nhiễu xạ ứng với góc 2 ~ 38,5o, 46o và 67o, đặc trƣng tƣơng ứng cho các mặt (311), (400) và (440) của vật liệu γ-Al2O3. Tuy nhiên, các tín hiệu nhiễu xạ của mẫu La,Zn/γ-Al2O3 không rõ ràng nhƣ đối với mẫu γ-Al2O3, chứng tỏ sau khi biến tính, độ tinh thể của nền nhôm oxit bị giảm xuống. Xuất hiện đỉnh nhiễu xạ thấp ở 2 ~ 31o, 36,8 o , 65,2 o khả năng có hình thành pha spinel ZnAl2O4 làm tăng tính axit của hệ xúc tác [4]. Có một số đỉnh nhiễu xạ với cƣờng độ thấp ở 2 ~ 31o, 36,8o,2o,56o, 59 o , 65 có thể xuất hiện một lƣợng nhỏ La/spinel (Zn-Al) có tính bazơ [6].Theo Qianhe Liuthì tâm bazơ yếu là do nhóm OH, tâm bazơ trung bình là do pha M-O (M là kim loại) , tâm bazơ mạnh là do anion O 2- gây nên. Khi La biến tính lên pha spinel Zn-Al thì có sự mở rộng mạng tinh thể của Spinel Al-Zn, trong đó La có độ âm điện thấp hơn Al,Zn nên dễ tách O2- dẫn đến tăng số lƣợng tâm bazơ mạnh [6]. Nhƣ vậy khi La, Zn biến tính lên thành mao quản của γ-Al2O3 đã tạo thêm hai loại pha khác nhau một loại có tính axit, một loại có tính bazơ. Tâm bazơ làm tăng nhanh phản ứng thủy phân của triglixerit, tâm axit thúc đẩy nhanh phản ứng metyl este hóa axit béo, từ đó làm tăng tốc độ phản ứng metyl este chéo hóa mỡ động vật. Có một số đỉnh nhiễu xạ ở 2 ~ 29,8o, 35o, 42o có thể là của La2O3 làm tăng độ bền cơ, giảm sự ăn mòn của axit và kiềm [4-6]  Hấp phụ và giải hấp N2 xác định diện tích bề mặt, phân bố mao quản của La,Zn/γ-Al2O3 Kết quả đo hấp phụ và giải hấp N2 trình bày ở hình 2(c), cho thấy đƣờng hấp phụ và giải hấp phụ đẳng nhiệt N2 của La,Zn/γ-Al2O3 xuất hiện vòng trễ ngƣng tụ mao quản kiểu V, thuộc một trong 6 kiểu đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt theo phân loại của IUPAC, 1985. Từ hình 3(c) cho thấy đƣờng kính mao quản của hệ La,Zn/γ-Al2O3 từ 2 đến 60 nm, tập trung nhiều ở 10 nm đến 15 nm. Kết quả cụ thể là: Diện tích bề mặt theo BET 185,93 m 2/g, đƣờng kính mao quản trung bình là 13,76 nm, thể tích mao quản là 0,83 cm3/g.  Kết quả TPD – NH3 Kết quả giải hấp amoniac theo chƣơng trình nhiệt độ cho thấy hệ xúc tác có ba loại tâm axit là yếu, trung bình và mạnh ứng với nhiệt độ giải hấp 200,6oC; 278,5 o C và 519,6 oC tƣơng ứng với thể tích NH3 là 3,499; 9,68 và 1,273 (ml/g). Sự có mặt của Zn trong hệ xúc tác tạo thành pha spinel (Al-Zn) là nguyên nhân xuất hiện tâm axit mạnh tƣơng ứng với nhiệt độ giải hấp NH3 ở 519,6 oC. Điều này chứng tỏ sự biến tính thành công của La,Zn lên γ-Al2O3  Phổ tán sắc năng lƣợng tia X Hàm lƣợng các nguyên tố trong mẫu La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc xác định bằng phƣơng pháp tán sắc năng lƣợng EDX. Kết quả phân tích trình bày ởbảng 2 cho thấy cả 3 lần phân tích đều cho kết quả về hàm lƣợng Zn, La, Al trong mẫu La,Zn/γ-Al2O3 khá giống nhau, chứng tỏ các nguyên tố La và Zn đƣợc phân tán 14 tƣơng đối đồng đều trong cấu trúc γ- Al2O3. Có một lƣợng nhỏ nguyên tố K trong cấu trúc của hệ xúc tác, chứng tỏ K đã đƣợc biến tính lên thành mao quản γ-Al2O3. Các tâm K này có tính bazơ sẽ thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân chất béo, làm tăng tốc độ phản ứng metyl este chéo hóa triglixerit. Bảng 2. Kết quả phân tích nguyên tố trong mẫu La,Zn/γ-Al2O3 bằng phương pháp EDX Nguyên tố Hàm lƣợng các nguyên tố chính Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 O 38,03 % 38,10 % 39,03 % Zn 8,46 % 8,18 % 9,60 % La 4,67 % 4,35 % 4,51 % Al 46,61 % 47,09 % 45,03 % K 0,42 % 0,43 % 0,31 % 3.2. Phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò Phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò sử dụng hệ xúc tác La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc nghiên cứu ứng với tỉ lệ thể tích của metanol/mỡ là 4:1; lƣợng xúc tác đƣợc lấy theo tỉ lệ khối lƣợng là 1:5 so với khối lƣợng của mỡ. Nhiệt độ phản ứng là 65 o C, phản ứng đƣợc thực hiện trong 8 giờ. Hiệu suất phản ứng là 99 %. Đó là một kết quả khả quan hơn so với một số nghiên cứu trên thế giới gần đây. TheoZong.M.H dùng xúc tác axit rắn activated carbon (AC-SO3H) mất 15 giờ trong điều kiện phản ứng ở 80oC [7]. Theo Bharatkumar Z. Dholakiya dùng xúc tác Super Phosphoric Acid, ở nhiệt độ 120oC mất 12 giờ [8]. Theo Maria I. Martins xúc tác Hydrotalcite thì phản ứng sau 10 giờ chỉ đạt 94% [9]. Theo Sirichai Chantara-arpornchai khi sử dụng CaO–ZnO làm xúc tác trong điều kiện nhiệt độ phản ứng là 60oC thì phản ứng cũng sau 8h nhƣng hiệu suất chỉ đạt 79,62 % [10]. Theo M. Sắc ký đồ GC-MS của sản phẩm có đƣờng nền thẳng, thành phần metyl este của axit béo bao gồm 11-Hexadecenoic acid, methyl este (~ 4,27 %); 14- Pentadecanoic acid, methyl este (~ 21,48 %); 9-Octadecenoic acid (Z) , methyl este (~ 35,92 %); Octadecanoic acid, methyl este (~ 18,15%). Để giải thích hiện tƣợng tạo nhũ, sự tạo thành các sản phẩm, và công dụng của hệ xúc tác ta xét cơ chế của phản ứng. Bên trong thành mao quản có các tâm axit (pha spinel Zn-Al) và tâm bazơ (La/Spinel (Zn-Al)) nằm cạnh nhau. Đầu tiên O 2- sẽ hoạt hóa CH3OH tạo CH3O - , đồng thời pha spinel hoạt hóa nhóm cacbonyl tạo cacbocation, khi đó CH3O - dễ kết hợp với cacbocation và quá trình phản ứng xảy ra nhanh hơn (hình 4). Hình 4 thấy nếu phản ứng hoàn toàn sẽ tạo ra glixerol và B100, khi rửa bằng nƣớc thì glixerol tan trong nƣớc và không tạo nhũ. Nhƣng nếu phản ứng chƣa đƣợc hoàn toàn thì sản phẩm tạo ra ngoài glixerol còn có monoglyxerit, đi glyxerit; đó là những chất hoạt động bề mặt nên chúng sẽ tạo nhũ khi rửa. 15 CH2-O-C-R1 CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 O O O Catalyst (La/Spinel) O2- + CH3OH CH3O - + OH- Catalyst (Spinel) H+ CH2-O-C-R1 CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 O OH O CH2-O-C-R1 CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 O OH O CH3O - CH3O CH2-OH CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 O O +R1COOCH3 (B100) CH2-OH CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 O O H+ CH2-OH CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 OH O CH3O - CH2-OH CH -O-C-R2 CH2-O-C-R3 OH O OCH3 CH2-OH CH -O-H CH2-O-C-R3 O +R2COOCH3 (B100) CH2-OH CH -O-H CH2-O-C-R3 O H+ CH2-OH CH -O-H CH2-O-C-R3 OH CH3O - CH2-OH CH -O-H CH2-O-C-R3 OH OCH3 CH2-OH CH -O-H CH2-O-H + R3COOCH3 (B100) Diglyxerit Monoglyxerit glyxerol Catalyst (Spinel) Catalyst (Spinel) Hình 4: Sơ đồ biểu diễn cơ chế của phản ứng metyl este chéo hóa triglyxerit tạo B100 4. KẾT LUẬN Đã đề xuất quy trình tổng hợp γ-Al2O3 có diện tích bề mặt lớn, đƣờng kính mao quản đồng đều, thể tích mao quản lớn. Nghiên cứu quy trình phân tán lan tan, kẽm lên γ-Al2O3, hệ vật liệu La,Zn/γ- Al2O3có diện tích bề mặt, đƣờng kính mao quản và thể tích mao quản tƣơng ứng với các giá trị 185,93 m²/g, 13,76 nm và 0,830 cm³/g. Sự có mặt của Zn làm xuất hiện tâm axit mạnh trên nền γ- Al2O3, tƣơng ứng với nhiệt độ giải hấp NH3 ở 519,6 o C. Hệ xúc tác tổng hợp có thể xúc tác cho phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò có chỉ số axit là 5,3. Phản ứng este chéo hóa mỡ bò, xúc tác bởi hệ La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc thực hiện trong điều kiện tỉ lệ thể tích metanol: mỡ là 4:1, nhiệt độ phản ứng 65oC, thời gian phản ứng 8 giờ, hiệu suất đạt 99 %. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam, ―Hoàn thiện công nghệ sản xuất diesel sinh học gốc B100 liên tục theo phƣơng pháp static mixer‖, dự án Bộ Công Thƣơng(2014). 2. Dennis Y.C. Leung, Xuan Wu, M.K.H. Leung - A review on biodiesel production using catalyzed transesterification, Applied Energy, Volume 87, Issue 4, (April 2010), 1083-1095(2010). 3. Camila Martins Garcia, Sergio Teixeira, Letícia Ledo Marciniuk and Ulf Schuchardt - Transtification of soybean oil catalyzed by sulfated zirconia, Bioresource Technology Volume 99, Issue 14, (September 2008), 6608-6613(2008). 4. Xin Deng , Zhen Fang , Yun-hu Liu , Chang-Liu Yu (2011). Production of(xem tiếp tr.34)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf17432_59756_1_pb_6909_2096709.pdf